Землеустройство с основами геодезии

Оптическая зрительная труба служит для визирования - наведения на предметы. Вращая трубу около ее горизонтальной оси, получают вертикальные проектирующие плоскости.

Алидада - дословно линейка. У теодолитов это верхняя часть горизонтального круга, расположенная и вращающаяся над лимбом. Алидада скреплена с оптической трубой и поэтому позволяет определять на лимбе направление трубы, наведенной на предмет. Ось вращения алидады при работе устанавливают вертикально. Она является основной осью инструмента, относительно которого определяют положение всех частей теодолита.

Теодолитная съемка служит для получения контурного плана определенного участка землепользования. Для этого проводится измерение внутренних углов в точках поворотов границы участка; измерение длины сторон между точками поворота границы; определяют магнитный азимут одной из сторон или вычисляют дирекционный угол в случае привязки всей съемки к существующей опорной сети. Относительно точек поворота границы и ее сторон проводят съемку подробностей, то есть всех контуров, входящих в участок.

2.9.3. Обработка результатов теодолитной съемки

Дирекционный угол больше 180?, но меньше 270?, значит линия ОС направлена на юго-запад, а румб равен: R₃= б₃- 180?

Дирекционный угол больше 270, но меньше 360, в этом случае линия ОД направлена на северо-запад и тогда R₄ = 360 - б₄

Определение величин румбов необходимо для последующего вычисления координат ( Дх и ДУ). Вначале вычисляют приращения координат (х и у) по формулам: Дх = б х cos R и Дy=б sin R.

Далее приращения по осям х и у складывают отдельно со знаком + и -. Внизу каждого столбца подписывают алгебраическую сумму приращений УДх и УДу. Теоретически для замкнутого полигона УДх=0 и УДу=0. Но ошибки измерений неизбежны.

Поэтому обычно эти суммы получаются равными небольшим величинам: УДх=±f·х а УДу=±f·y, где fx и fy невязки в приращениях координат отдельно по каждой оси. Ось х совпадает с направлением меридиана, а ось у перпендикулярна оси х и пересекает ее в точке О.

Таким образом, оси координат делят плоскость чертежа на четыре четверти, счет которых идет в направлении хода часовой стрелки.

Вычисленные приращения координат имеют знак плюс, или минус, в зависимости от того, в какой четверти они находятся (рис.9.).

Рис.9

f_s=fx²+f²y

Относительная невязка - это отношение абсолютной невязки к периметру - f_s/P. Это отношение не должно превышать допустимой величины 1/2000 (для средних условий измерения длин линии), то есть . В нашем примере f_s=1,78 м, Р=3812,02.

f_s/P=1,78/3812=1/2141<1/2000.

Если величина невязки в приращениях координат не превышает допустимой, то невязка распределяется по приращениям пропорционально длинам линий с противоположным знакам.

Для распределения невязки проводят округление периметра до целых сотен метров и определяют величину поправки, приходящуюся на одну сотню метров в периметре.

Полученные значения поправок записывают над значениями вычисленных приращений. Исправленные значения приращений записывают в соответствующую графу таблицы.

По исправленным приращениям координат проверяют правильность проведенных вычислений, сумма их должна равняться нулю. Координаты определяют по формулам:

х₂=х₁±Дх и у₂=у₁±Ду, то есть - координата последующей точки равна координате предыдущей точки плюс приращение на линию между этими точками. Первоначальное значение координат может быть известно из ранее проводимых съемок, или их можно принять произвольно.

Накладка точек полигона по прямоугольным координатам является основным способом при построении плана. Этот способ позволяет быстро и с большой точностью строить план полигона по координатной сетке.

Построение координатной сетки осуществляют следующим образом. На листе бумаги размером 50х40 см или другого размера, проводят две диагонали. От точки их пересечения откладывают одинаковые отрезки (например по 25 см). Полученные точки соединяют и получают прямоугольник. На сторонах прямоугольника откладывают отрезки по 10 см (пользуясь линейкой Дробышева). Полученные точки соединяют и получают координатную сетку. Оставшиеся на противоположных сторонах прямоугольника отрезки должны быть равны между собой полярно.

Одну из вертикальных линий сетки принимают за ось Х, а другую - из горизонтальных - за ось У. От точки пересечения этих осей идет отчет координат точек. Для того чтобы весь план поместился на листе бумаги необходимо учесть самые большие ординаты (У) с плюсом и с минусом, что определяет положение оси Х, а также самые большие абциссы (Х) с плюсом и с минусом, что определяет положение оси У.

При составлении плана пользуются крупным численным масштабом согласно чего определяют соответствие стороны 10 - сантиметрового квадрата длине линии на местности.

Найденные оси координат обозначают сверху буквой Х для оси абцисс и У для оси ординат.

Для остальных линий сетки координат подписывают их расстояния в метрах от найденных осей.

Эти подписи делают против выходов сетки координат - внизу для ординат и с левой стороны для абсцисс.

По координатам точек в принятом масштабе сначала составляет план границ участка, а затем наносят на ситуации.

2.9.5. Определение площади плана планиметром

1. Для чего применяют теодолит?

а) Для построения профиля местности;

б) Ориентирования линий;

в) Определения вертикальных и горизонтальных углов;

г) Нивелирования поверхности;

2.10. Вертикальная съемка

2.10.1.1. Устройство нивелира, виды нивелирования, отсчеты по нивелирной рейке

Нивелируемая трасса с помощью пикетных точек разбивается на пикетные расстояния по 100м. Пикет забивают в уровень с землей, а рядом устанавливают сторожок, который облегчает нахождение пикетной точки.

По журналу продольного нивелирования вычисляют отметки всех пронивелированных точек и проводят контроль вычислений. На основе обработанного журнала вычерчивается продольный профиль линии хода и поперечник. На профиль наносят проектную линию, вычисляют рабочие отметки и определяют местонахождение нулевых точек.

Последовательность обработки журнала продольного нивелирования следующая.

Вычисление превышений между всеми пикетными и иксовыми точками. В проводимом примере на станции I превышение между репером 15 и ПК при первом горизонте инструмента будет равно:

h = 2451 - 1172 = +1279мм;

при втором горизонте:

h = 2331 - 1050 = +1281мм.

Расхождение в превышениях между одними и теми же точками при двух положениях инструмента составило 2 мм, то есть получилась допустимая разница. Полученные превышения записываются его в графу 6 журнала, затем из этих значений превышения вычисляют среднее арифметическое и записывают его в графу 8.

В том случае, если задний отсчет меньше переднего, превышения получаются отрицательными и их записывают в графы 7 и 9.

Таким способом вычисляют превышения между пикетными точками на всех станциях. В разбираемом примере ПК4 и ПК5 нельзя было пронивелировать с одной станции при установке нивелира посредине вследствие большой крутизны ската, так как луч визирования проходил выше и ниже реек.

В таких случаях приходится нивелировать по частям посредством введения иксовой точки. Между ПК4 и ПК5 была закреплена точка; называемая иксовой - Х. Станция 6 взята между ПК 4 и Х, а станция 7 между Х и ПК 5. В процессе обработки журнала отметку иксовой точки вычисляют так же, как и пикетной. Если в этом случае между пикетными точками есть плюсовая точка, то ее нивелируют, как пикетную, вместо иксовой.

Контроль вычислений превышений

Сущность контроля заключается в следующем. Разность между суммой всех задних отсчетов и суммой всех передних отсчетов должна быть равной алгебраической сумме всех средних превышений. Для контроля вычислений необходимо:

Найти сумму всех задний отсчетов ?a , то есть сложить все отсчеты в графе 3.

Найти сумму всех передних отсчетов ?в, то есть сложить все отсчеты в графе 4.

Вычислить разность между этими суммами.

Сложить все положительные средние превышения (графа 6) и все отрицательные (графа 7) и найти разницу между ними. В нашем примере:

?_а - ?_в = 29580 - 29296 = +9284;

?_h = 7317 - 2675 =+4642

Следовательно, превышение между пикетными и иксовыми точками вычислены правильно. Вычисление навязки в превышениях и ее распределение проводится следующим образом. Полученная алгебраическая сумма всех средних превышений теоретически должна быть равна разности отметок конечного и начального репера. Практически же вследствие ошибок измерений получается невязка, которую подсчитывают по формуле:

Дh = Уh_ср. - (Н_h - Н₁)

Невязка равна разности между алгебраической суммой средних превышений и разностью отметок конечного и начального репера.

В разбираемом примере невязка получилась равной:

+4642 - (27920 - 23264)=+14мм

Допустимость невязки проверяют по формуле:

Дh_доп = 20мм vМ L

где L - число километров нивелирного хода.

В нашем примере допустимая невязка равна:

Дh_доп = 20 х v0,7 = ±17мм

Полученная невязка 14 мм меньше допустимой 17мм, следовательно, ее можно распределить. Невязку распределяют по возможности равными долями, по всем превышениям со знаком обратном невязке, округлая до целых миллиметров. Сумма всех поправок должна быть равна величине невязки. Далее приступают к вычислению отметок пикетных и иксовых точек.

Отметки всех пикетных и иксовых точек вычисляют последовательно от задней отметки начального репера по превышениям, по формуле:

Н_h=H_h-1 + h_испр., то есть отметка точки последующей равна отметке предыдущей плюс соответствующее исправленное превышение между этими точками. В нашем примере исходная отметка репера 15 была задана 23,264 м; отметка ПК0 равна:

Н_о=23,264 + 1,282 =24,546 м;

Отметка ПК1:

Н₁=24,546 + 1,446=25,992 м;

Отметка ПК2:

Н₂=25,992 - 1,439 = 24,553 м;

Отметка точки х:

Н_х= 23,617 + 2,076 = 25,693 м;

Отметка ПК5:

Н₅=25,693 + 1,462 = 27,155 м.

Следует помнить, что отметки выражаются в метрах, а вычисленные в журнале превышения получены в миллиметрах. Поэтому при вычислении отметок превышения необходимо выражать в метрах, отделяя три знака точкой. Отметки плюсовых точек и точек поперечников определяют методом горизонта инструмента. Горизонтом инструмента называется высота луча визирования над уровенной поверхностью, или отметка луча визирования.

Графу 10 журнала заполняют только для тех станций, с которых нивелированы плюсовые точки или поперечники. Для станции 2 горизонт инструмента будет равен:

ГИ₂ = 24,546+2,501=27,047м.

Отметка плюсовой точки ПК 0+78 определяется как разность между этим горизонтом и отсчетом по рейке на плюсовую точку или

Н_о=27,047- 0,675=26,432м

Так же вычисляются отметки всех остальных плюсовых точек.

Чтобы выяснить характер рельефа местности, прилегающей к оси нивелирного хода, нивелируют поперечники. Точки поперечников, нивелируют точно также, как и промежуточные точки - один раз со второго горизонта инструмента.

В разбираемом примере поперечник был разбит на ПК1 и пронивелирован со станции 3. Перпендикулярно оси нивелирного хода на пикете 1 была разбита линия и на ней в характерных местах рельефа были намечены точки, расстояния до которых от ПК 1 измерялись мерной лентой. После того, как со станции 3 были пронивелированы ПК1 и ПК2, были сделаны отсчеты по рейкам на точки поперечника при втором горизонте инструмента, которые записаны в графу 5 нивелирного журнала.

На точку, расположенную вправо от оси нивелирного хода на 12 м (Пр. 12) был получен отсчет 1842 (см. нивелирный журнал), на точку вправо от оси на 20 м (Пр.20) 1675, влево на 6 м (Лев.6) - 1067 и влево на 20 м (Лев.20) - 2814.

Горизонт инструмента при втором его положении на этой станции равен:

ГИ₃=25,992+0,611=26,603м;

отметка точки Пр.12 равна;

26,603-1,842=24,761м;

отметка точки Пр.20 равна;

26,603-1,675=24,928м;

отметка точки Лев.6 равна;

26,603-1,067=25,536м;

отметка точки Лев.20 равна;

26,603-2,814=23,789м.

2.10.1.3. Построение продольного профиля и проведение проектной линии